图注：图片来源：JUAN GAERTNER/科学图片库/盖蒂图片社
在美国国立卫生研究院的资助下，一支科研团队开发出一种实验室模型，可揭示分泌抗体的浆细胞（plasma cell）在人骨髓中的迁移、成熟及存活机制。据开发人员介绍，该平台将模拟淋巴结的类器官（organoid）与模拟骨髓的组织芯片相结合，可用于研究浆细胞发育的关键阶段。相关研究的完整成果发表于《科学·进展》（Science Advances），论文题为《离体骨髓亚微环境调控人抗体分泌细胞的命运》（Ex Vivo Bone Marrow Subniches Influence the Fate of Human Antibody-Secreting Cells）。
这项研究由佐治亚理工学院与范德堡大学的科研人员共同完成。人淋巴结类器官由佐治亚理工学院生物工程教授、免疫工程中心主任Ankur Singh博士带领的团队开发。研究人员从人扁桃体组织和血液样本中分离B细胞，在模拟淋巴组织的环境中进行培养，通过灭活流感病毒解决了B细胞培养及诱导其分化为抗体分泌浆细胞的相关技术难题。
与此同时，范德堡大学工程学院院长、生物医学工程教授Krishnendu Roy博士的实验室团队设计了基于微流控（microfluidics）技术的血管化骨髓芯片微环境，可模拟人骨髓的生理条件。Roy解释道，该模型从本质上尝试“复刻人骨髓的结构、基础生物学功能及空间微环境”，从而“在这种更简化的模型中探究类人体器官行为的相关科学问题”。
据开发人员介绍，最终的模型组装在3×5排列的96孔塑料板堆中，单块孔板厚度不足0.5英寸。模型包含多条通道，通道表面包被与骨髓成分相似的凝胶状物质，其中添加了营养物质与生长因子，可支持浆细胞的功能与存活。模型的不同层分别对应骨髓腔外缘的骨内膜亚微环境（endosteal subniche）[注1]，即浆细胞储存的区域；还复刻了骨髓中心更深层的血管周亚微环境（perivascular subniche）[注2]——该区域环绕血管网络，是浆细胞增殖与激活的场所。
注1：骨髓靠近骨皮质的特化造血调控微环境
注2：骨髓内环绕血管的造血调控微环境
Singh表示：“要对活体人骨髓中的浆细胞实现高分辨率成像几乎是不可能的。” 既往相关研究多聚焦于小鼠模型，仅能实现小鼠骨髓的有限程度成像。
借助这款新模型，科研人员可开展全新类型的实验。Singh指出：“我们的研究解决了一个基础科学问题：为何B细胞准备合成抗体时，会从淋巴结、脾脏及其他器官迁移并定居至骨髓？另一个问题是骨髓微环境在调控这些细胞及应答再感染过程中发挥的作用。”
此外，该模型可接种特定患者群体的细胞，用于研究衰老对浆细胞功能的影响等科学问题；也可用于研究自身免疫病或过敏患者的细胞，解析促自身免疫或促过敏的浆细胞的产生与维持机制。其他可开展的研究还包括探究B细胞呈现“走走停停”运动模式的原因，以及该模式是否属于骨髓中浆细胞迁移模式的一部分。